Шарнирное соединение Советский патент 1993 года по МПК F16C11/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам подвижных сочленений деталей машин.

Известны шарнирные соединения деталей машин и механизмов, основанные на использовании сферических подшипников для передачи усилий с одного подвижного элемента на другой.

Известно подвижное шарнирное соединение проушины с вилкой перемещаемого элемента, включающее палец, шарнирный подшипник, монтированный в проушине и содержащий обойму и шарик.

Указанные шарнирные соединения обладают следующими недостатками: значительные габариты соединения и его вес, обусловленные на/ ичием обоймы подшипника и шарика, наличие осевых и радиальных зазоров в .самом подшипнике и посадке подшипника, в соединяемых деталях дает в итоге значительный общий зазор в соединении.

Целью изобретения является уменьшение габаритов, массы шарнира и радиального зазора и повышение надежности соединения.

Поставленная цель достигается тем, что в соединении участок пальца между щеками вилки выполнен бочкообразным, причем радиус его образующей равен

л

г R г +т

2(1 - cosa)

где R - радиус образующей бочкообразного участка пальца;

г- радиус экватора бочкообразного участка пальца;

а- максимальное значение угла перекоса пальца относительно от отверстия проушины;

6 - радиальный зазор между бочкообразной поверхностью пальца по экватору и отверстием проушины при а 0.

Х| 00 00

(А)

СЛ

«««а

На фиг. 1 изображено предлагаемое соединение, установленное без перекосов; на фиг.2 приведено1 положение соединения при перекосе.

Участок пальца 1 между щеками вилки 7 кинематически взаимодействующий с цилиндрическим отверстием 2 проушины 3 штока 4, выполнен бочкообразным, причем радиус его образующей равен

(1- OS«}; -

где R - радиус образующей бочкообразного участка пальца 1;

г-радиус экватора бочкообразного участка пальца 1;

а- максимальное значение угла перекоса оси 5 пальца 1 относительно оси б отверстия 2 проушины 3 штока 4;

д - радиальный зазор между бочкообразной поверхностью пальца 1 rib экватору и отверстием 2 пружины 3 при а 0.

Палец 1 монтирован в вилке 7 перемещаемого элемента, .-

Выражение для R получено из условия отсутствия заклинивания соединения при повороте оси 5 пальца 1 относительно оси б отверстия 2 проушины 3 штока 4 на угол а

Выполнение участка пальца 1 между щеками вилки 7 бочкообразным с радиусом R образующей бочкообразного участка, разным

r R г-ь

2(1 - cosor)

позволяет существенно уменьшить габариты и массу шарнирного соединения, умень- шить радиальный зазор в шарнире, повысить надежность шарнирного соединения по сравнению с прототипом и аналогами. Так, например, для пальцев диаметром 8 мм по ГОСТ 3635-78 наружный диаметр шарнирного подшипника в прототипе дол- жен составлять 16-19 мм, т.е. на 8-11 мм больше, или примерно в 2 раза диаметр отверстия проушины должен быть увеличен по сравнению с предложением авторов. Наличие у пальца бочкообразного участка по- зволяет обеспечить работоспособность соединения при перекосах, измеряемых уг- лома.ч

5

0

5

0

5

0

5

0 5 0

Уменьшение радиального зазора (люфта) в предложенном соединении осуществляется за счет исключения промежуточного элемента - шарнирного подшипника. Так для пальца диаметром 8 мм осевой зазор (осевая игра) в подшипнике по ГОСТ 3635- 78 составляет 0,02-0,1 мм, что соответствует радиальному зазору 0,015-0,076 мм. С учетом посадки подшипника на вал с полем допуска 7 радиальный зазор составляет р.,015-0,104 мм. .;:,: 4j .I ., г, ,;... ., :

В предлагаемом устройстве при угле перекоса ,50 и выполнении деталей по посадке Н7/7 (второй класс точности по системе ОСТ) радиальный зазор составит 0,013-0,043 мм (при 20-24 мм), т.е. примерно в 1,2-2,4 раза меньше зазора в устройстве прототипа.

Таким образом, предложенное устройство дает выигрыш в массе и габаритах, уменьшает радиальные зазоры и повышает надежность соединения.

Предложенное устройство может быть использовано в любых конструкциях машин и мёха нйзмЬв, но наиболее эффективно в подвижных соединениях авиационной и космической техники.

Формула изобретения Шарнирное соединение, содержащее вилку, проушину и палец, размещенный в соосных цилиндрических отверстиях, выполненных в последних, о т личающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов, массы шарнира и радиального зазора и повышения надежности соединения, участок пальца между щеками вилки выполнен бочкообразным, причем радиус его образующей равен

()

где R - радиус образующей бочкообразного участка пальца;

г- радиус экватора бочкообразного участка пальца;

а - максимальное значение угла перекоси пальца, относительно оси отверстия проушины;

д - радиальный зазор между бочкообразной поверхностью пальца по экватору и отверстием проушины при а 0.

фиг.1

Использование: для неподвижных сочленений деталей машин. Сущность изобре- тения: в шарнирном соединении, содержащем вилку, проушину и палец, размещенный в соосных цилиндрических отверстиях, выполненных в последних, участок пальца между щеками вилки выполнен бочкообразным, причем радиус его образующей равен г R г + 6 /2(1+cosa), где R - радиус образующей бочкообразного участка пальца; г- радиус экватора бочкообразного участка пальца; а - максимальное значение угла перекоса пальца относительно оси отверстия проушины; д- радиальный зазор между бочкообразной поверхностью пальца по экватору и отверстием проушины при . 2 ил.